AAV9介导的AASS靶向miRNA疗法成功挽救I型戊二酸尿症小鼠模型的神经病理表型

本研究针对I型戊二酸尿症(GA1)这一由GCDH酶缺陷引发的遗传代谢病，创新性地采用AAV9载体递送靶向AASS基因的人工miRNA（miR_AASS），通过系统给药实现肝脏和纹状体的双重调控。研究人员在Gcdh-/-小鼠模型中证实，该疗法可长期降低神经毒性代谢物积累，显著改善生存率并预防神经损伤，为GA1基因治疗提供了新策略。

　　

I型戊二酸尿症(GA1)是一种令人揪心的儿童遗传代谢病，由于溶酶体途径中戊二酰辅酶A脱氢酶(GCDH)的缺陷，导致神经毒性代谢物在患儿大脑中不断累积。这些"代谢垃圾"尤其喜欢攻击基底神经节，造成不可逆的神经损伤——患儿可能在一次普通发热后突然出现像脑瘫一样的运动障碍。目前临床依赖严格饮食控制，但稍有不慎就会前功尽弃，迫切需要更根本的治疗方案。

研究人员将目光投向了代谢通路的"上游开关"——α-氨基己二酸半醛合成酶(AASS)。这个酶是赖氨酸降解的"第一把钥匙"，如果能适度关闭它，或许能减少整个代谢链的毒性产物。研究团队巧妙设计了一种装载人工miRNA的重组AAV9载体(miR_AASS)，这种经过改造的微小RNA能精准靶向AASS mRNA使其沉默。选择AAV9血清型是因其卓越的穿越血脑屏障能力，这对需要同时调控肝脏和大脑的GA1治疗至关重要。

关键技术包括：构建基于miR-16骨架的靶向miRNA；通过新生小鼠尾静脉注射实现全身递送；采用液相色谱-质谱联用技术(LC-MS)定量分析3-羟基戊二酸等代谢物；免疫组化评估纹状体病理变化。在Gcdh^-/-小鼠模型中，研究人员设置了不同剂量组，并采用赖氨酸饮食挑战模拟人类患者的代谢危象。

剂量依赖性调控效果
实验显示AAV9_miR_AASS能在肝脏和纹状体实现剂量依赖的AASS抑制，高剂量组AASS蛋白水平降低超70%。这种抑制作用能持续至少6个月，相当于人类青少年时期。

代谢物调控
治疗组小鼠纹状体中3-羟基戊二酸水平下降达90%，神经毒性代谢物戊二酰肉碱也显著减少。特别值得注意的是，这种保护作用在代谢压力(高赖氨酸饮食)下依然稳定存在。

神经病理改善
显微观察发现，治疗组纹状体神经元丢失减少80%，轴突损伤标志物神经丝蛋白的异常聚集得到明显缓解。未治疗小鼠特征性的"空泡样变性"在干预组几乎消失。

生存获益
在致死性赖氨酸挑战实验中，治疗组小鼠6个月生存率从对照组的20%提升至85%，且存活小鼠均保持正常运动功能。

这项发表于《Molecular Therapy》的研究首次证实，通过AAV递送的miRNA介导的AASS抑制能同时解决GA1的肝脏代谢缺陷和中枢神经损伤两大难题。这种"代谢阀门"调控策略相比传统酶替代疗法更具优势：既避免了频繁给药，又维持了生理必需的赖氨酸基础水平。更重要的是，研究揭示AAV9_miR_AASS对成熟神经元的保护作用，打破了"遗传代谢病治疗必须赶在神经损伤前"的传统认知。该成果为GA1及其他类似代谢疾病的基因治疗开辟了新路径，特别是其持久的治疗效果提示可能实现"一剂治愈"的临床前景。